APLIKASI SCALING METHOD PADA PERANCANGAN MESIN BOR KHUSUS PRODUK END PLATE

APLIKASI SCALING METHOD PADA PERANCANGAN MESIN BOR

KHUSUS PRODUK END PLATE

Iman Apriana Effendi, S.T.,M.T

1

_{, Yuga Nugraha}

2

(1) Dosen Jur. Teknik Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Negeri Bandung, Jl. Kanayakan 21 Bandung 40135,

email: effendi.iman@gmail.com

(2) Mahasiswa D4 Polman Jur. Teknik Rekayasa dan Pengembangan Produk email: obohk24@gmail.com

Abstark

Scaling method adalah salah satu metode yang digunakan untuk menyekala spesifikasi mesin. Spesifikasi mesin yang diskala mengakibatakan unit berdimensi berubah.

Metode ini diaplikasikan dengan empat fase alur kerja scaling method, mulai dari fase penentuan parameter dasar yang diperoleh dari dokumen enjineering dan Modeling. Fase scaling : penentuan persamaan dasar yang menyatakan spesifikasi dan geometri mesin. Pada fase ini akan diperoleh nilai skala yang digunakan. Fase pengembangan : pembuatan model desain baru dengan membuat Modeling dan draft. Fase evaluasi : membandingakan desain scaling dengan desain awal berdasarkan pada spesifikasi dan geometri mesin. Dengan mengikuti alur kerja Scaling method proses perancangan menjadi mudah dan efektif. Setiap proses dilakukan secara sistematis sehingga dapat membimbing perancangan dalam meningkatkan kreativitas dan mengevaluasi hasil perancangan. Hasil dari metode scaling ini memperkecil spesifikasi mesin awal

Kata kunci : Methodology scaling, Bilangan standar, Parameter dasar

1.

Pendahuluan

Mesin bor end plate merupakan mesin yang berfungsi untuk membuat lubang pada produk end plate. Mesin ini digunakan pada proses pembuatan end plate tahap ke-6 setelah proses embossing dan sebelum proses slotting .

Mesin bor direncanakan akan dikendalikan oleh sistem pengendalian gerak. Untuk memudahkan proses perancangan mesin dengan sistem pengendalian gerak perlu dilakukan tahapan pembuatan model dengan

skala dimensi yang lebih kecil dari model awal. Model yang lebih kecil digunakan untuk mengetahui karakterisktik mesin awal saat diaplikasikan sistem pengendalian gerak.

Gambar 1. 1 Mesin bor end plate

Proses perancangan dengan model skala dimensi yang lebih kecil dari model awal dapat dilakukan dengan scaling method. Scaling method adalah salah satu metode yang digunakan untuk memperkecil spesifikasi mesin. Spesifikasi yang diperkecil memungkinkan dimensi pada model awal dapat diperkecil.

Gambar 1. 2 Ilustrasi mesin yang diperkecil

2.

Scaling Method

Menurut Tommaso Misuri, Francesco Battista , dan Mariano Andrenucci, Scaling method merupakan suatu metode yang penting untuk memprediksi spesifikasi sebuah desain dalam fase awal perancangan. Scaling method menghasilkan suatu rancangan mesin baru dengan geometri, ukuran dan speksifikasi yang diskala dari model desain awal tanpa menambahkan atau mengurangi fungsi.

Menurut jurnal HET Scaling Methodology: Improvement and Assessment, tahapan Scaling method terbagi menjadi empat tahapan yaitu fase penentuan parameter dasar, fase scaling (persamaan dasar), fase pengembangan (pembuatan model), dan fase evaluasi (perbandingan antara desain awal dan desain baru). Proses perancangan akan menghasilkan suatu kontruksi dengan spesifikasi yang diskala.

A.

Fase penentuan parameter dasar

Berdasarkan pembacaan kontruksi melalui dokumen enjineering dan modeling berupa diagram fungsi dan struktur (FMS), didapat 14 parameter dasar dari 6 fungsi mesin bor end plate . Parameter dasar ini adalah spesifikasi dari mesin bor end plate yang akan berubah karena penyekalaan pada dimensi kontruksi.

Tabel 2. 1 Daftar parameter dasar

No Fungsi Spesifikasi unit

1 Pemegang benda kerja Gaya cekam palet N 2 Pemosisian benda kerja Kecepatan

Waktu Daya (actuator) Putaran (actuator) mm/s s kW rpm 3 Pengangkatan dan penurunan

benda kerja Gaya angkat Kecepatan Waktu N mm/s s 4 Stripper (pencekaman) Gaya cekam

Kecepatan Waktu. N mm/s s 5 Pengeboran Gaya Pengeboran Daya (actuator) Putaran (actuator) N kW rpm 6 Perputaran benda kerja Kecepatan sudut deg/s

B.

Fase scaling (persamaan dasar

) Fase ini akan menghasilkan nilai skala (size range). Menurut David Randall yang dikemukakan pada jurnal Dimensional Analysis, Scale Analysis, and Similarity Theories untuk menghasilkan nilai skala perlu melakukan tahapan scaling analisis. Pada tahapan ini penulis

melakukan scaling analisis untuk mengetahui dua persamaan yaitu persamaan fisik dan persamaan geometri. Dari kedua persamaan tersebut akan diperoleh nilai skala (size range).

Berdasarkan referensi roloff suatu mesin yang diskala akan mengalami perubahan spesifikasi. spesifikasi dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2. 2 Kinerja fungsi

Penyekalaan dimensi pada produk end plate dengan skala 0,5 mengubah spesifikasi mesin bor end plate menjadi lebih kecil dari spesifikasi

awal. Dengan bantuan dari tabel 2.2 kinerja fungsi didapat spesifikasi dan geometri untuk mesin scaling sebagai berikut :

Tabel 2. 3 Spesifikasi dan geometri mesin baru

Fungsi Spesifikasi Geometri Desain

Pemegang benda kerja

Gaya cekam palet: 1,72 N Diameter palet : 130 mm Tebal palet : 68 mm Pemosisian benda kerja Putaran : 4259 rpm Daya : 0,09kW Kecepatan : 111,5mm/s Waktu :1,25detik Dimensi PxL : 42x42

Pengangkatan dan penurunan benda kerja Gaya lifter:425,418 N Kecepatan : 10mm/s Waktu pergerakan Turun : 0,5detik Naik : 0,5detik Diameter rod : 25,4mm Stripper (pencekaman) Gaya stripper : 1,53517 x103 _N Kecepatan : 7,5mm/s Waktu pergerakan Turun : 2detik Naik : 1detik Diameter rod : 15,87mm

Pengeboran Gaya pengeboran : 1023.45 N Diameter bor : 6mm Perputaran benda kerja Kecepatan sudut : 0.261 rad/s Diameter worktable : Ø100mm

C.

Fase pengembangan (pembuatan

model)

Fase Pengembangan adalah fase pembuatan model desain berupa

cad-data 3D Modeling dan draft. Pada fase ini akan terlihat jelas bentuk dari mesin yang diskala.

Gambar 2. 1 Mesin bor end plate

 Palet

(a) (b)

(c)

D.

Fase Evalusi ( Validasi

kemampuan desain)

Tahapan ini merupakan tahapan terakhir yaitu memverifikasi kontruksi yang diskala dengan cara

melakukan perbandingan berdasarkan pada spesifikasi dan geometri mesin yang diskala terhadap mesin awal. Hasil perbandingan menyatakan rasio pengecilan antara mesin scaling dan mesin awal.

Tabel 2. 4 Perbandingan spesifikasi

No Fungsi Spesifikasi Unit

Besaran spesifikasi awal Besaran spesifikasi diperkecil Rasio pengecilan 1 Pemegang

benda kerja Gaya cekam palet N 16.73 1.15 0.07

2 Pemosisian benda kerja Kecepatan mm/s 111.5 111.5 1 Waktu s 2.5 1.25 0.5 Daya (actuator) kW 0.3 0.09 0.3 Putaran (actuator) rpm 6388 4259 0.67 3 Pengangkatan dan penurunan benda kerja Gaya angkat N 825.689 114.71 0.14 Kecepatan naik mm/s 10 10 1 Kecepatan turun mm/s 10 10 1 Waktu naik s 1 0.5 0.5 Waktu turun s 1 0.5 0.5 4 Stripper (pencekaman) Gaya cekam N 1660 1535.17 0.92 Kecepatan naik mm/s 15 15 1 Kecepatan turun mm/s 7.5 7.5 1 Waktu naik s 2 1 0.5 Waktu turun s 4 2 0.5 5 Pengeboran Gaya Pengeboran N 2213.86 1023.45 0.46 Daya (actuator) kW 1.47 0.59 0.40 Putaran (actuator) rpm 1018.59 1856.3 1.82 6 Perputaran

Tabel 2. 5 Perbandingan geometri

Persamaan Geometri Parameter Geometri awal Geometri diperkecil

Rasio pengecilan

Produk terkecil Diameter luar (mm) 348 174 0.5

Diameter dalam (mm) 220 110 0.5

Produk terbesar Diameter luar (mm) 998 499 0.5

Diameter dalam (mm) 720 360 0.5

Palet kecil Diameter palet (mm) 210 130 0.62

Tebal palet (mm) 139 68 0.49

Palet besar Diameter palet (mm) 647 325.85 0.50

Tebal palet (mm) 165.5 80 0.48

Selfeeder Diameter mata bor (mm) 12.5 6 0.48

Silinder hidrolik

stripper Diameter rod (mm) 44.45 15.875 0.36

Rotary table Diameter worktable (mm) 170 100 0.59

Meja rotary

Panjang (mm) 385 180 0.47

Lebar (mm) 310 160 0.52

Tinggi (mm) 492 292 0.59

Silinder hidrolik

lifter Diameter rod (mm) 25.4 15.875 0.63

Linier motion

Panjang (mm) 92 33.9 0.37

Lebar (mm) 70 27 0.39

Tinggi (mm) 30.2 10 0.33

Ballscrew Diameter ballscrew (mm) 18 12 0.67

Motor servo Panjang (mm) 62 40 0.65

Lebar (mm) 62 40 0.65 Rangka mesin Panjang (mm) 1463 800 0.55 Lebar (mm) 700 350 0.5 Tinggi (mm) 977 560 0.57 3.

Kesimpulan

a.

Scaling method adalah metode yang digunakan untuk

menyekalakan spesifikasi mesin bukan dimensi

b.

Dengan memperkecil spesifikasi mesin maka ukuran dan geometri pada mesin dapat diperkecil.

c.

Data produk, specs mesin, dan penggunaan komponen standard merupakan informasi yang sangat penting untuk melakukan scaling analisis. Scaling analisis akan menghasilkan batasan batasan dalam menentukan nilai skala (size range).

4.

Daftar Pustaka

1. H. Wittel, D. Mush, D. Jannasch, J. Voßiek (2013), Rolofff/Matek maschinelemenete, DOI 10.1007/978-3-658-02327-0-24, Reutlingen : Springer

2. G. Pahl and W. Beitz. 2007. Engineering Desain: A Systematic Approach; Inggris: Springer

3. Misuri, T, Andrenuci, M. 23 july 2008.. HET Scaling Methodology: Improvement and Assessment, University of Pisa.

4. Randal, D. 20 November 2012 Dimensional Analysis, Scale Analysis, and Similarity Theories. Atmospheric Science.

5. Rochim,T (1993), Teori dan Teknologi Proses Permesinan, Jakarta : HEDS.

6. Yotaro Hatamura. 1999. The Practice of Machine Desain. Inggris: Clarendon Press – Oxford. 7. P.H. Joshi. 2007. Machine Tools Handbook, Desain and Operation; Inggris: McGRAW-HILL. 8. Rexroth: Cylinder Catalog; Inggris: Rexroth

9. THK General Catalog: LM Guide. Inggris: THK 10. THK General Catalog: Ball Screw. Inggris: THK 11. Omron : Motor Servo Catalog